Teknologi biomedis yang ada saat ini terus dikembangkan untuk mencapai fungsi paling optimal dalam menunjang kesehatan manusia. Salah satunya yaitu ultrasonografi (USG), teknologi biomedis berbasis ultrasound. Teknologi ultrasound untuk biomedis sudah sangat umum digunakan karena fungsinya cukup efektif dengan biaya yang relatif murah daripada teknologi lain. Kendati demikian, teknologi ini masih terus membutuhkan pengembangan dan penyempurnaan, terutama untuk doppler ultrasound yang digunakan untuk mengukur kecepatan aliran darah di pembuluh.

Dalam hal ini, phantom hadir sebagai material yang digunakan untuk mengoptimasi kerja mesin Doppler melalui fungsi validasi dan kalibrasi yang dimilikinya. Phantom doppler merupakan jenis phantom yang dirancang untuk menirukan sifat pembuluh darah dan pola aliran di dalamnya. Material yang digunakan untuk phantom doppler agar dapat bekerja efektif haruslah memenuhi kriteria sebagai berikut:

1. Terlihat seperti jaringan tubuh dalam citra USG;

2. Kecepatan dan redaman suara mengikuti standar ultrasound;

3. Cukup transparan untuk pengukuran optikal.

Tim peneliti ITB mencoba material berbasis Poly Vinyl Alcohol Hydrogel (PVA-H) sebagai material phantom yang akan dikembangkan. Keunggulan material ini antara lain memiliki transparansi yang tinggi, menyerupai jaringan tubuh manusia, dan berbasis air sehingga cocok untuk pengukuran USG. Meski demikian, tingginya transparansi PVA-H murni menyebabkan gambar USG menjadi gelap tanpa adanya partikel-partikel kecil yang menyerupai citra jaringan.

“Ketika hanya hydrogel itu sendiri, dia terlalu transparan untuk melakukan ultrasound. Sehingga gambarnya hanya gelap saja, tidak ada scatterer (material pemencar) layaknya jaringan manusia,” ujar beliau.

Penambahan scatterer kemudian dilakukan untuk memperbaiki opasitas PVA-H melalui pencocokan indeks refraksi antara material PVA-H dengan pemencar tersebut. Material pemencar paling optimal berdasarkan berbagai pertimbangan dan pengujian adalah benang kaca kuarsa. Pengujian USG yang dilakukan terhadap material phantom campuran ini menunjukkan hasil yang serupa dengan jaringan tubuh, kecepatan gelombang suara yang meningkat, serta transparansi yang bisa memberikan hasil validasi menggunakan metode optikal.

Pengaplikasian material phantom ini dapat ditemukan pada prosedur Transcranial Doppler Ultrasound (TDC) yang dilakukan dari luar tengkorak manusia untuk mendeteksi perubahan kecepatan pada pembuluh otak. Khususnya pada TDC yang dilakukan pada arteri serebral tengah, perbedaan sudut antara gelombang yang menuju arteri serebral tengah dengan gelombang yang dipantulkan dari dalam sangat mempengaruhi hasil pengujian yang dilakukan. Dengan material phantom yang dirancang oleh tim peneliti ITB, fenomena-fenomena seperti ini dapat terbaca sehingga membuka peluang untuk pengoreksian eror yang lebih akurat.

“Hasil ultrasound pada MCA (arteri serebral tengah) menunjukkan hampir tidak ada struktur yang terlihat, tidak seperti ultrasound di tempat lain di luar kepala. Sehingga tanpa adanya correction yang pas, jangan-jangan ada eror yang cukup besar. Hal itu yang ingin kita temukan dengan bantuan phantom ini,” ujar beliau.

Reporter: Hanifa Juliana (Perencanaan Wilayah dan Kota, 2020)

Editor: M. Naufal Hafizh